Какие виды электросхем могут пригодиться?
Рассмотрим проектную информацию с точки зрения электромонтажника-любителя, желающего своими руками поменять проводку в доме или составить чертеж подключения дачи к электрокоммуникациям.
Сначала нужно понять, какие знания будут полезными, а какие не понадобятся. Первый шаг – это знакомство с видами электрических схем.
Схема щита, использующая реальные изображения коммутационных, защитных устройств, – электрические связи изображены цветными проводами. По сути, она не имеет ничего общего с профессиональной документацией, которая сопровождает проекты по энергоснабжению дома
Вся информация о видах схем изложена в новой редакции ГОСТ 2.702-2011, которая носит название «ЕСКД. Правила выполнения электрических схем».
Это дубликат более раннего документа – ГОСТ 2.701-2008, в котором как раз подробно говорится о классификации схем. Всего выделяют 10 видов, но на практике может потребоваться только одна – электрическая.
Кроме видовой классификации, существует и типовая, которая подразделяет все чертежные документы на структурные, общие и пр., всего 8 пунктов.
Домашнему мастеру будут интересны 3 типа схем: функциональная, принципиальная, монтажная.
Тип #1 – функциональная схема
Функциональная схема не содержит детализации, в ней указываются основные блоки и узлы. Она дает общее представление о работе системы. Для устройства электроснабжения частного дома не всегда есть смысл составлять такие чертежи, так как они обычно типовые.
А вот при описании сложного электронного устройства или для оснащения электрикой цеха, студии или пункта управления они могут пригодиться.
Образец функциональной схемы. Она содержит минимум условных обозначений. Вся информация представлена блоками с подписями – наименованиями устройств. По чертежу можно понять, как элементы связаны между собой
Тип #2 – принципиальная схема
Принципиальная схема, в отличие от функциональной – это набор условных обозначений, без знания которых сложно разобраться в устройстве сети в целом. На чертеже указываются все устройства и связи между ними. Если схема сложная, содержащая, например, резервирующие цепи, то эксплуатационники пользуются оперативным схемами, дающими представление о “сегодняшнем положении коммутационных аппаратов”.
Если же нужно отразить только силовые линии, достаточно начертить линейную схему, а для изображения всех видов цепей с приборами контроля и управления понадобится полная.
Вариант принципиальной схемы для электроснабжения дома с обозначением розеток, выключателей, разъема подключения электроплиты, звонка и его кнопки, светильников, автоматических предохранителей
Тип #3 – монтажная схема
Монтажная схема – документ, которым удобно пользоваться при установке сетей. По ней можно узнать, какие устройства следует подключать, где именно и как далеко друг от друга они находятся.
Указано расположение таких элементов, как выключатели и розетки, светильники, автоматы защиты. Прямо в схеме можно расставить номиналы и длину цепей.
Образец примитивной, но понятной и читаемой монтажной схемы для электроразводки частного дома, который можно составить самостоятельно, пользуясь ограниченным набором условных обозначений
Требования по всем видам схематической документации изложены в ГОСТ 2.702-2011, именно им и следует в дальнейшем руководствоваться при составлении собственных проектов.
Здесь же можно найти в полном объеме ссылки на другие полезные документы, в которых размещены таблицы графических и буквенных обозначений различных элементов, использующихся на электрических схемах, а также правила их использования.
Графические обозначения в электрических схемах
В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:
- ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
- ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
- ГОСТ 2.755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».
Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.
Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.
Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).
Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:
с использованием девяти функциональных признаков:
| Наименование | Изображение |
| 1. Функция контактора | |
| 2. Функция выключателя | |
| 3. Функция разъединителя | |
| 4. Функция выключателя-разъединителя | |
| 5. Автоматическое срабатывание | |
| 6. Функция путевого или концевого выключателя | |
| 7. Самовозврат | |
| 8. Отсутствие самовозврата | |
| 9. Дугогашение | |
| Примечание: Обозначения, приведенные в пп. 1 — 4, 7 — 9, помещают на неподвижных контактах, а обозначения в пп. 5 и 6 — на подвижных контактах. |
Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:
| Наименование | Изображение |
| Автоматический выключатель (автомат) | |
| Выключатель нагрузки (рубильник) | |
| Контакт контактора | |
| Тепловое реле | |
| УЗО | |
| Дифференциальный автомат | |
| Предохранитель | |
| Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле) | |
| Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем) | |
| Трансформатор тока | |
| Трансформатор напряжения | |
| Счетчик электрической энергии | |
| Частотный преобразователь | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс) | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате | |
| Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании | |
| Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате | |
| Катушка контактора, общее обозначение катушки реле | |
| Катушка импульсного реле | |
| Катушка фотореле | |
| Катушка реле времени | |
| Мотор-привод | |
| Лампа осветительная, световая индикация (лампочка) | |
| Нагревательный элемент | |
| Разъемное соединение (розетка):гнездоштырь | |
| Разрядник | |
| Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор | |
| Разборное соединение (клемма) | |
| Амперметр | |
| Вольтметр | |
| Ваттметр | |
| Частотометр |
Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2.721-74.
| Наименование | Изображение |
| Линия электрической связи, провода, кабели, шины, линия групповой связи | |
| Защитный проводник (PE) допускается изображать штрихпунктирной линией | |
| Графическое разветвление (слияние) линий групповой связи | |
| Пересечение линий электрической связи, линий групповой связи электрически не соединенных проводов, кабелей, шин, электрически не соединенных | |
| Линия электрической связи с одним ответвлением | |
| Линия электрической связи с двумя ответвлениями | |
| Шина (если необходимо графически отделить от изображения линии электрической связи) | |
| Ответвление шины | |
| Шины, графически пересекающиеся и электрически не соединенные | |
| Отводы (отпайки) от шины |
Виды диодов
Стабилитроны
Стабилитроны представляют из себя те же самые диоды. Даже из названия понятно, чтоб стабилитроны что-то стабилизируют. А стабилизируют они напряжение. Но чтобы стабилитрон выполнял стабилизацию, требуется одно условие. Они должны подключатся противоположно, чем диоды. Анод на минус, а катод на плюс. Странно не правда ли? Но почему так? Давайте разберемся. В Вольт амперной характеристике (ВАХ) диода используется положительная ветвь – прямое направление, а вот в стабилитроне другая часть ветки ВАХ – обратное направление.
Снизу на графике мы видим стабилитрон на 5 Вольт. Сколько бы у нас не изменялась сила тока, мы все равно будем получать 5 Вольт ;-). Круто, не правда ли? Но есть и подводные камни. Сила тока не должны быть больше, чем в описании на диод, иначе он выйдет из строя от высокой температуры – Закон Джоуля-Ленца. Главный параметр стабилитрона – это напряжение стабилизации (Uст). Измеряется в Вольтах. На графике вы видите стабилитрон с напряжением стабилизации 5 Вольт. Также есть диапазон силы тока, при котором будет работать стабилитрон – это минимальный и максимальный ток (Imin, Imax). Измеряется в Амперах.
Выглядят стабилитроны точно также, как и обычные диоды:
На схемах обозначаются вот так:
Светодиоды
Светодиоды – особый класс диодов, которые излучают видимый и невидимый свет. Невидимый свет – это свет в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне. Но для промышленности все таки большую роль играют светодиоды с видимым светом. Они используются для индикации, оформления вывесок, светящихся баннеров, зданий а также для освещения. Светодиоды имеют такие же параметры, как и любые другие диоды, но обычно их максимальный ток значительно ниже.
Предельное обратное напряжение (Uобр) может достигать 10 Вольт. Максимальный ток (Imax) будет ограничиваться для простых светодиодов порядка 50 мА. Для осветительных больше. Поэтому при подключении обычного диода нужно вместе с ним последовательно подключать резистор. Резистор можно рассчитать по нехитрой формуле, но в идеале лучше использовать переменный резистор, подобрать нужное свечение, замерять номинал переменного резистора и поставить туда постоянный резистор с таким же номиналом.
Лампы освещения из светодиодов потребляют копейки электроэнергии и стоят дешево.
Очень большим спросом пользуются светодиодные ленты, состоящие из множества SMD светодиодов. Смотрятся очень красиво.
На схемах светодиоды обозначаются так:
Не забываем, что светодиоды делятся на индикаторные и осветительные. Индикаторные светодиоды обладают слабым свечением и используются для индикации каких-либо процессов, происходящих в электронной цепи. Для них характерно слабое свечение и малый ток потребления
Ну и осветительные светодиоды – это те, которые используются в ваших китайских фонариках, а также в LED-лампах
Светодиод – это токовый прибор, то есть для его нормальной работы требуется номинальный ток, а не напряжение. При номинальном токе на светодиоде падает некоторое напряжение, которое зависит от типа светодиода (номинальной мощности, цвета, температуры). Ниже табличка, показывающая какое падение напряжения бывает на светодиодах разных цветов свечения при номинальном токе:
Как проверить светодиод можно узнать из этой статьи.
Тиристоры
Тиристоры представляют собой диоды, проводимость которых управляется с помощью третьего вывода – управляющего электрода (УЭ). Основное применение тиристоров – это управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляющий электрод. Выглядят тиристоры примерно как диоды или транзисторы. У тиристоров параметров столько, что не хватит статьи для их описания. Главный параметр – Iос,ср. – среднее значение тока, которое должно протекать через тиристор в прямом направлении без вреда для его здоровья. Немаловажным параметром является напряжение открытия тиристор – (Uу), которое подается на управляющий электрод и при котором тиристор полностью открывается.
а вот так примерно выглядят силовые тиристоры, то есть тиристоры, которые работают с большой силой тока:
На схемах триодные тиристоры выглядят вот таким образом:
Существуют также разновидности тиристоров – динисторы и симисторы. У динисторов нет управляющего электрода и он выглядит, как обычный диод. Динисторы начинают пропускать через себя электрический ток в прямом включении, когда напряжение на нем превысит какое-то значение. Симисторы – это те же самые триодные тиристоры, но при включении пропускают через себя электрический ток в двух направлениях, поэтому они используются в цепях с переменным током.
Виды и типы электрических схем
Катушка электромеханического устройства, работающего с ускорением при срабатывании и отпускании
Около прямоугольника или в прямоугольнике допускается указывать величины, характеризующие обмотку, например, катушка с двумя обмотками, сопротивление каждой Ом 2. Дополнительные знаки позволяют найти на схеме контакты кнопок управления , реле времени, путевых выключателей и т.
Чтобы изменить положение контактов, необходимо поменять полярность подачи напряжения на обмотке. При подключении нагрузки к контактам реле нужно знать мощность, на которую они рассчитаны. Если катушку подключить к источнику тока, то образовавшееся магнитное поле намагничивает сердечник.
Это были силовые характеристики реле, точнее его контактов. E — Электрическая связь с корпусом прибора. Одна часть К1 — это условное обозначение электромагнитной катушки. На его корпусе нанесены следующие надписи.
Рекомендуем: Как ремониторовать электрику
Принцип работы реле наглядно иллюстрирует следующая схема. Как правило, размеры самих реле позволяют наносить на корпус их основные параметры. Вместе со стержнем и якорем ярмо образует магнитопровод.
Параметры электромагнитных реле. Катушка электромеханического устройства с двумя встречными одинаковыми обмотками бифилярная обмотка 7. Виды и типы. Катушка электромеханического устройства трехфазного тока 9.
Реле сработает, и его контакты K1. Отрисовку светильников в AutoCAD удобно выполнять при помощи динамических блоков. При отсутствии дополнительной информации в основном поле допускается в этом поле указывать уточняющие данные, например, катушка электромеханического устройства с обмоткой минимального тока Он может быть как металлическим, так и пластмассовым.
Его основой является катушка, состоящая из большого количества витков изолированного провода. Электрические параметры некоторых элементов могут быть отображены, непосредственно в документе, или представлены отдельно в виде таблицы.
Как читать электрические схемы
https://youtube.com/watch?v=D3WE6_loag4
Графические обозначения в электрических схемах
В части графических обозначений в электрических схемах ГОСТ 2.702-2011 ссылается на три других ГОСТ:
- ГОСТ 2.709-89 «ЕСКД. Обозначения условные проводов и контактных соединений электрических элементов, оборудования и участков цепей в электрических схемах».
- ГОСТ 2.721-74 «ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения»
- ГОСТ 2.755-87 «ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения».
Условные графические обозначения (УГО) автоматов, рубильников, контакторов, тепловых реле и прочего коммутационного оборудования, которое используется в однолинейных схемах электрических щитов, определены в ГОСТ 2.755-87.
Однако, обозначение УЗО и дифавтоматов в ГОСТ отсутствует. Думаю, в скором времени он будет перевыпущен и обозначение УЗО будет добавлено. А пока, каждый проектировщик изображает УЗО по собственному вкусу, тем более, что ГОСТ 2.702-2011 это предусматривает. Достаточно привести обозначение УГО и его расшифровку в пояснениях к схеме.
Дополнительно к ГОСТ 2.755-87 для полноты схемы понадобится использование изображений из ГОСТ 2.721-74 (в основном для вторичных цепей).
Все обозначения коммутационных аппаратов построены на четырех базовых изображениях:
с использованием девяти функциональных признаков:
| Наименование | Изображение |
| 1. Функция контактора | |
| 2. Функция выключателя | |
| 3. Функция разъединителя | |
| 4. Функция выключателя-разъединителя | |
| 5. Автоматическое срабатывание | |
| 6. Функция путевого или концевого выключателя | |
| 7. Самовозврат | |
| 8. Отсутствие самовозврата | |
| 9. Дугогашение | |
| Примечание: Обозначения, приведенные в пп. 1 — 4, 7 — 9, помещают на неподвижных контактах, а обозначения в пп. 5 и 6 — на подвижных контактах. |
Основные условные графические обозначения, используемые в однолинейных схемах электрических щитов:
| Наименование | Изображение |
| Автоматический выключатель (автомат) | |
| Выключатель нагрузки (рубильник) | |
| Контакт контактора | |
| Тепловое реле | |
| УЗО | |
| Дифференциальный автомат | |
| Предохранитель | |
| Автоматический выключатель для защиты двигателя (автомат со встроенным тепловым реле) | |
| Выключатель нагрузки с предохранителем (рубильник с предохранителем) | |
| Трансформатор тока | |
| Трансформатор напряжения | |
| Счетчик электрической энергии | |
| Частотный преобразователь | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления автоматически | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вторичного нажатия кнопки | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством вытягивания кнопки | |
| Замыкающий контакт нажимного кнопочного выключателя без самовозврата с размыканием и возвратом элемента управления посредством отдельного привода (например, нажатия кнопки-сброс) | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при возврате | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате | |
| Контакт размыкающий с замедлением, действующим при срабатывании | |
| Контакт размыкающий с замедлением, действующим при возврате | |
| Контакт замыкающий с замедлением, действующим при срабатывании и возврате | |
| Катушка контактора, общее обозначение катушки реле | |
| Катушка импульсного реле | |
| Катушка фотореле | |
| Катушка реле времени | |
| Мотор-привод | |
| Лампа осветительная, световая индикация (лампочка) | |
| Нагревательный элемент | |
| Разъемное соединение (розетка):гнездоштырь | |
| Разрядник | |
| Ограничитель перенапряжения (ОПН), варистор | |
| Разборное соединение (клемма) | |
| Амперметр | |
| Вольтметр | |
| Ваттметр | |
| Частотометр |
Обозначения проводов, шин в электрических щитах определяется ГОСТ 2.721-74.
| Наименование | Изображение |
| Линия электрической связи, провода, кабели, шины, линия групповой связи | |
| Защитный проводник (PE) допускается изображать штрихпунктирной линией | |
| Графическое разветвление (слияние) линий групповой связи | |
| Пересечение линий электрической связи, линий групповой связи электрически не соединенных проводов, кабелей, шин, электрически не соединенных | |
| Линия электрической связи с одним ответвлением | |
| Линия электрической связи с двумя ответвлениями | |
| Шина (если необходимо графически отделить от изображения линии электрической связи) | |
| Ответвление шины | |
| Шины, графически пересекающиеся и электрически не соединенные | |
| Отводы (отпайки) от шины |
Условные обозначения радиоэлементов на схемах
| Обозначение | Название | Фото | Описание |
| Заземление | Защитное заземление — обеспечивает защиту людей от поражений электрическим током в электроустановках. | ||
| Батарейка | Батарейка — гальванический элемент в котором происходит преобразование химической энергии в электрическую энергию. | ||
| Солнечная батарейка | Солнечная батарея служит для преобразования солнечной энергии в электрическую энергию. | ||
| Вольтметр | Вольтметр — измерительный прибор для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. | ||
| Амперметр | Амперметр — прибор для измерения силы тока, шкалу градуируют в микроамперах или в амперах. | ||
| Включатель | Выключатель — коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения отдельных цепей или электрооборудования. | ||
| Кнопка | Тактовая кнопка — коммутационный механизм, замыкающий электрическую цепь пока есть давление на толкатель. | ||
| Лампа накаливания | Лампы накаливания общего назначения, предназначены для внутреннего и наружного освещения. | ||
| Мотор | Мотор (двигатель) — устройство, преобразующее электроэнергию в механическую работу (вращение). | ||
| Пьезодинамик | Пьезодинамики (пьезоизлучатели) используют в технике для оповещения какого-либо происшествия или события. | ||
| Резистор | Резистор — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определенным значением электрического сопротивления. | ||
| Переменный резистор | Переменный резистор предназначен для плавного изменения тока, посредством изменения собственного сопротивления. | ||
| Фоторезистор | Фоторезистор – это резистор, электрическое сопротивление которого изменяется под влиянием световых лучей (освещения). | ||
| Термистор | Терморезисторы или термисторы — полупроводниковые резисторы с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления. | ||
| Предохранитель | Предохранитель — электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи посредством разрушения. | ||
| Конденсатор | Конденсатор служит для накопления заряда и энергии электрического поля. Конденсатор быстро заряжается и разряжается. | ||
| Диод | Диод обладает различной проводимостью. Назначение диода — проводить электрический ток в одном направлении. | ||
| Светодиод | Светодиод (LED) — полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании электричества. | ||
| Фотодиод | Фотодиод — приемник оптического излучения, преобразующий свет в электрический заряд за счет процесса в p-n-переходе. | ||
| Тиристор | Тиристор — это полупроводниковый ключ, т.е. прибор, назначение которого состоит в замыкании и размыкании цепи. | ||
| Стабилитрон | Назначение стабилитрона — стабилизация напряжения на нагрузке, при изменяющемся напряжении во внешней цепи. | ||
| Транзистор | Транзистор — полупроводниковый прибор, предназначенный для усиления электрического тока и управления им. | ||
| Фототранзистор | Фототранзистором называют полупроводниковый транзистор, чувствительный к облучающему его световому потоку (освещению). |
Маркировка стабилитронов
Для того, чтобы узнать напряжение стабилизации советского стабилитрона, нам понадобится справочник. Например, на фото ниже советский стабилитрон Д814В:
Ищем на него параметры в онлайн справочниках в интернете. Как вы видите, его напряжение стабилизации при комнатной температуре примерно 10 Вольт.
Зарубежные стабилитроны маркируются проще. Если приглядеться, то можно увидеть незамысловатую надпись:
5V1 – это означает напряжение стабилизации данного стабилитрона составляет 5,1 Вольта. Намного проще, не так ли?
Катод у зарубежных стабилитронов помечается в основном черной полосой
Заключение
Раньше, во времена дефицитных деталей и начала расцвета электроники, стабилитрон часто использовался, как ни странно, для стабилизации выходного напряжения блока питания. В старых советских книгах по электронике можно увидеть вот такой участок цепи различных источников питания:
Слева, в красной рамке, я пометил знакомый вам участок цепи блока питания. Здесь мы получаем постоянное напряжение из переменного. Справа же, в зеленой рамке, схема стабилизации ;-).
В настоящее время трехвыводные (интегральные) стабилизаторы напряжения вытесняют стабилизаторы на стабилитронах, так как они в разы лучше стабилизируют напряжение и обладают хорошей мощностью рассеивания.
На Али можно взять сразу целый набор стабилитронов, начиная от 3,3 Вольт и до 30 Вольт. Выбирайте на ваш вкус и цвет.
Можете посмотреть видео на тему “КАК РАБОТАЕТ СТАБИЛИТРОН (ДИОД ЗЕНЕРА)”, рекомендую.
https://youtube.com/watch?v=1KBeWyX5b_4
